EL2 and gallium antisite defects in GaAs: Si

Abstract

Photoluminescence (PL), Fourier-transform infrared (FI'IR), and deep-level transient spectroscopy (DLTS) measurements have been made on various samples of silicon-doped liquid-encapsulated Czochralski-grown GaAs. All the samples show prominent PL peaks at 1.443 and 1.325 eV together with their longitudinal optic (LO) phonon peaks. The PL peak at 1.443 eV has been reported in the literature as being due to either Ga,, or a boron-related defect. The FI'IR results show the presence of B, , at 540.3 and 517.0 cm-' and Si,, at 383.6 cm-'. We have observed that there is no correlation between the PL peak at 1.443 eV and B,,. Thus, we believe that this PL peak is related to the Ga,, antisite defect. The presence of EL2 in the samples has been measured using DLTS. We have found that the intensity of the PL peak at 1.443 eV varies inversely with that of the EL2 peak. This relationship indirectly confirms that the 1.443 eV peak is due to the gallium antisite defect. The PL peak at 1.325 eV is significantly different from those reported in the literature for GaAs:Si. Measurements have also been made on samples of GaAs:Si annealed under different arsenic overpressures. Des mesures PL (photoluminescence), FI'IR (Fourier transform infrared spectroscopy) et DLTS (deep level transient spectroscopy) ont Ct C effectuCes sur divers Cchantillons de GaAs dopes au silicium et prCparCs suivant la mtthode Czochralski avec encapsulation liquide. Dans tous les Cchantillons, on a observe des pics prononcts i 1,443 et 1,325 eV, avec leurs pics de phonons optiques longitudinales (LO). Le pic PL i 1,443 eV a Ct C mentionnk dans la litteratwe comme Ctant dii soit A Ga,,, soit a un dCfaut reliC au bore. Les rCsultats FI'IR ont montrC la prCsence de B, , a 540,3 et 517,O cm-', ainsi que celle de Si, , i 383,6 cm-'. Nous avons observC qu'il n'y avait aucune corrklation entre le pic PL i 1,443 eV et B,,. Nous croyons par consCquent que ce pic PL est reliC au dCfaut anti-site Ga,,. La presence de EL2 dans les Cchantillons a Ct C mesurCe en utilisant DLTS. Nous avons trouve que l'intensite du pic PL 51 1,443 eV varie inversement avec celle du pic EL2. Cette relation confirme indirectement que le pic 1,443 eV est dii au dCfaut anti-site gallium. Le pic PL i 1,335 eV differe de f a~o n appreciable de ceux qu'on a rapport& dans la littkrature pour GaAs:Si. On a aussi effectuC des mesures sur des Cchantillons de GaAs:Si recuits sous diffkrentes surpressions d'arsenic.[Traduit par la revue]Can.